Figura 64. Tutorial Puerta

Transcripción

1 3.3. Tutorial Puerta Introducción El objetivo de este tutorial es familiarizarse con el uso de muelles y resortes en el entorno de simulación SolidWorks Motion. Este ejercicio de simulación del funcionamiento de una puerta, enseñará como usar el programa para encontrar una solución que cumpla unos criterios o un objetivo concreto. Se trata de una puerta sujeta por dos bisagras que tiene en su parte superior, un sistema de muelle para evitar los portazos. El objetivo final de la simulación es determinar las características tanto de un muelle como de un amortiguador que sirvan para cerrar la puerta en un tiempo no superior a 30 segundos con una velocidad inferior a 40 mm./segundo. Figura 64. Tutorial Puerta El ensamblaje padre está compuesto por dos subensamblajes, en los que se encuentra definida la unión entre el marco y la propia puerta por medio de las bisagras con el fin de simplificar el ensamblaje general, y además el conjunto principal también cuenta con el cilindro neumático y su pistón, objeto principal de la simulación.

2 SolidWorks Motion En primer lugar, se va a añadir un muelle lineal que una el cilindro y el vástago. Para ello, una vez en Análisis de movimiento en el menú de SolidWorks Motion se escoge la opción Muelles, y a continuación Muelle lineal. Como se trata de un muelle interno, para facilitar la selección de las caras, en el menú visual, es recomendable escoger la opción de vista transparente con aristas ocultas visibles. Figura 65. Puerta 1 Una vez elegido el estilo de visualización, se escogen los parámetros propios del muelle. Las caras a seleccionar pertenecientes a cilindro y vástago respectivamente son las que vemos en la imagen inferior. La longitud libre del muelle es de 180 mm. y la constante la fijamos en 1 N/mm.

3 Figura 66. Puerta 2 Si se simula ahora el mecanismo, se ve como la puerta tiende a cerrarse instantáneamente debido a la fuerza originada por el muelle. El siguiente paso es añadir el amortiguador, de la misma forma que se ha hecho para el muelle, en el menú de SolidWorks Motion se escoge la opción Amortiguador y a continuación las caras del cilindro y el vástago que se observan en la imagen inferior, con un coeficiente de amortiguamiento de 5 N/(mm/s)

4 Figura 67. Puerta 3 A continuación se va a realizar una simulación. Se puede regresar al estado de visualización original. En la barra de tiempos, se dispondrá un tiempo total de 40 segundos dejando los demás parámetros de simulación tal como están. Una vez finalizada la simulación, es la hora de comprobar los resultados. Vamos a ver si la velocidad de la puerta es la correcta según las especificaciones que se tenían al principio de este tutorial. Para ello, en el menú de SolidWorks Motion en el apartado de Resultados y se escoge la magnitud (porque tiene componente x e y) de la velocidad lineal de la puerta, siguiendo los pasos que se ven en la imagen. Figura 68. Puerta 4 Aceptando se puede observar la siguiente gráfica de resultados:

5 Figura 69. Resultados 1 La puerta tiene una velocidad inferior a 40 mm/segundo, pero ésta no para en el tiempo especificado, por lo que se deben cambiar los parámetros que definen al muelle y el amortiguador para conseguir cumplir las especificaciones. Para cambiar los parámetros, tanto del muelle como del amortiguador, en el menú de operaciones de Estudio de movimiento, hay que situarse encima de la operación y con el botón derecho se selecciona Editar operación. Figura 70. Puerta 5

6 Para el muelle, se le pone un nuevo valor de constante elástica K de 2 N/mm, y para el amortiguador, el coeficiente de amortiguación pasa a ser de 12 N/(mm/s). Se calcula nuevamente, y el resultado de la simulación aparece automáticamente. Figura 71. Resultados 2 Una vez redefinidos los parámetros de muelle y amortiguador, la puerta sigue teniendo una velocidad correcta (inferior a 40 mm/segundo) y además cumple la otra especificación, se observa en la gráfica que ésta se detiene en el segundo 26, es decir antes de los 30 especificados. El diseño del actuador ha concluido.